CN104651949A - 一种多晶硅片制绒添加剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多晶硅片制绒添加剂，按照质量百分比，包括以下组分：柠檬酸钠0.08～0.8％，柠檬酸1.0～2.5％，非离子表面活性剂0.03～0.07％，聚乙二醇0.08～0.8％，聚乙烯吡咯烷酮0.1～1％，余量为水。通过使用本发明制备的多晶硅片制绒添加剂来对多晶硅片进行酸制绒后，得到的硅片表面均匀，反射率降低3～5％，电池转换率提升0.1～0.2％。

Description

一种多晶硅片制绒添加剂

技术领域

本发明涉及多晶硅片制绒技术领域，特别是涉及一种多晶硅片制绒添加剂。

背景技术

多晶硅太阳能电池目前占全球PV产品总量的50％左右，并且其所占的市场份额量还将继续稳步增加，但是目前市场上的多晶硅片普遍电池转换效率低于单晶硅片电池，其中一个主要原因在于缺乏一种价廉高效的多晶硅制绒方式，良好的多晶硅制绒可以大大提高太阳光的吸收率，减少反射，提高短路电流，实现电池光电的高转换效率。

单晶硅太阳能电池一般通过碱液(KOH或者NaOH)的各相异性进行制绒得到随机的金字塔结构，多晶硅片的晶相随机性使得这种技术在此材料上很难达到同样的效果。目前各相同性的酸蚀刻是多晶制绒方法中实施性最佳，成本最低的一个，也是使用最为广泛的一种方法。但这种酸制绒得到的绒面陷光性差，反射率较高，约25％左右，增加凹坑深度又会给后续的工序带来困难。而在酸制绒液中加入合适的添加剂，可以大大提高制绒效果，降低反射率(D.H.Macdonald,A.Cuevas,M.J.Kerr,et al,Solar Energy,2004,76,277-283；Y.T.Cheng,J.J.Ho,S.Y.Tsai,et al,Solar Energy,2011,85,87-94)，将具有重要的意义。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的不足，提供了一种多晶硅片制绒添加剂，该多晶硅片制绒添加剂应用于多晶硅片的绒面制作。此制绒添加剂的使用带来了极佳的表面润湿性，并使制绒过程中产生的气泡多且小，成功地在多晶制绒腐蚀坑中形成大量的微结构，进一步提高表面的陷光性，降低反射率，提高电池光电转换效率。

解决上述技术问题的技术方案如下：

一种多晶硅片制绒添加剂，按照质量百分比，包括以下组分：

进一步地，所述的非离子表面活性剂为氟碳类表面活性剂、聚硅氧烷类表面活性剂。优选氟碳类表面活性剂为非离子表面活性剂。

进一步地，所述的聚乙二醇分子量为200～1000，优选600和1000。

所述的水为去离子水。

一种用于多晶硅片制绒的制绒液，包括多晶硅片制绒添加剂和制绒酸溶液，多晶硅片制绒添加剂与制绒酸溶液的质量比为0.2～0.7：100，制绒酸溶液为氢氟酸和硝酸的混合水溶液或者氢氟酸和铬酸的混合水溶液。

一种多晶硅片制绒的方法，其特征在于，利用制绒液对多晶硅片进行表面制绒。

一种多晶硅片制绒方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)多晶硅片制绒添加剂的配制：将0.08～0.8％的柠檬酸钠、1.0～2.5％的柠檬酸、0.03～0.07％的非离子表面活性剂、0.08～0.8％的聚乙二醇、0.1～1％的聚乙烯吡咯烷酮加入到余量的水中，混合搅拌至均匀即得制绒添加剂；将此制绒添加剂加入到制绒酸溶液，其质量比为0.2～0.7:100；

2)多晶硅片表面制绒：将多晶硅片浸入到含有制绒添加剂的制绒酸溶液中进行制绒，温度控制在8～20℃，制绒时间为120～240s。

多晶硅制绒添加剂的加入可以使制绒过程中产生更多的微气泡，在硅片表面被气泡吸附的位置受腐蚀影响小，无气泡的位置受腐蚀影响大，微小气泡的存在实现了均匀细密凹凸的制绒效果。

本发明提供了一种高效的多晶硅制绒添加剂，其含有特殊功能的表面活性剂，它的加入可以改善制绒液与硅片表面的润湿性，在多晶制绒腐蚀坑中形成大量的微结构，从而进一步提升表面的陷光性，同时它还能改善酸制绒环境，达到控制反应速率，降低反射率的效果，使反应更加均匀，凹凸面更加细密。并大大控制工艺条件，降低工艺对温度的要求，使工艺更加稳定，效率得到大大的提高。

通过使用本发明制备的多晶硅片制绒添加剂来对多晶硅片进行酸制绒后，得到的硅片表面均匀，反射率降低3～5％，电池转换率提升0.1～0.2％。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

将0.5g的柠檬酸钠、2g的柠檬酸、0.05g的氟碳表面活性剂、0.4g的聚乙二醇、0.6g的聚乙烯吡咯烷酮加入到余量的水中，混合搅拌至均匀即得制绒添加剂。将100g的此制绒添加剂加入到19kg酸制绒液中，混合搅拌均匀。

将多晶硅片浸入上述含有制绒添加剂的酸制绒液中进行制绒，温度控制在10℃，制绒时间为200s。

实施例2：

将0.7g的柠檬酸钠、2.3g的柠檬酸、0.06g的氟碳表面活性剂、0.6g的聚乙二醇、0.5g的聚乙烯吡咯烷酮加入到余量的水，混合搅拌至均匀即得制绒添加剂。将100g的此制绒添加剂加入到22kg酸制绒液中，混合搅拌均匀。

将多晶硅片浸入上述含有制绒添加剂的酸制绒液中进行制绒，温度控制在15℃，制绒时间为140s。

实施例3：

将0.8g的柠檬酸钠、2g的柠檬酸、0.05g的氟碳表面活性剂、0.6g的聚乙二醇、0.8g的聚乙烯吡咯烷酮加入到余量的水，混合搅拌至均匀即得制绒添加剂。将100g的此制绒添加剂加入到15kg酸制绒液中，混合搅拌均匀。

将多晶硅片浸入上述加了制绒添加剂的酸制绒液中进行制绒，温度控制在9℃，制绒时间为160s。

实施例4：

将0.08g的柠檬酸钠、1g的柠檬酸、0.03g的氟碳表面活性剂、0.08g的聚乙二醇、0.1g的聚乙烯吡咯烷酮加入到余量的水，混合搅拌至均匀即得制绒添加剂。将100g的此制绒添加剂加入到15kg酸制绒液中，混合搅拌均匀。

将多晶硅片浸入上述加了制绒添加剂的酸制绒液中进行制绒，温度控制在8℃，制绒时间为240s。

结果：通过使用此制绒添加剂进行多晶硅片的制绒，腐蚀量约0.35～0.45，反射率降低3～5％，电流提升50～80mA，电池转换率提升0.1～0.2％。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多晶硅片制绒添加剂，其特征在于，按照质量百分比，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的一种多晶硅片制绒添加剂，其特征在于，所述的非离子表面活性剂为氟碳类表面活性剂、聚硅氧烷类表面活性剂。

3.根据权利要求1所述的一种多晶硅片制绒添加剂，其特征在于，所述的聚乙二醇分子量为200～1000。

4.根据权利要求1所述的一种多晶硅片制绒添加剂，其特征在于，所述的水为去离子水。

5.一种用于多晶硅片制绒的制绒液，其特征在于，包括如权利要求1～4中任意一项所述的多晶硅片制绒添加剂和制绒酸溶液，所述的多晶硅片制绒添加剂与制绒酸溶液的质量比为0.2～0.7：100，所述的制绒酸溶液为氢氟酸和硝酸的混合水溶液或者氢氟酸和铬酸的混合水溶液。

6.一种多晶硅片制绒的方法，其特征在于，利用权利要求5所述的制绒液对多晶硅片进行表面制绒。

7.根据权利要求6所述的多晶硅片制绒的方法，其特征在于，制绒温度为8～20℃，制绒时间为120～240s。

8.根据权利要求6所述的多晶硅片制绒方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)多晶硅片制绒添加剂的配制：将0.08～0.8％的柠檬酸钠、1.0～2.5％的柠檬酸、0.03～0.07％的非离子表面活性剂、0.08～0.8％的聚乙二醇、0.1～1％的聚乙烯吡咯烷酮加入到余量的水中，混合搅拌至均匀即得制绒添加剂；将此制绒添加剂加入到制绒酸溶液，其质量比为0.2～0.7:100；

2)多晶硅片表面制绒：将多晶硅片浸入到含有制绒添加剂的制绒酸溶液中进行制绒，温度控制在8～20℃，制绒时间为120～240s。